2021高考化学人教版一轮复习规范演练：第十二章 第一讲 原子结构与性质

2021高考化学人教版一轮复习规范演练：第十二章 第一讲 原子结构与性质

www.ks5u.com 规范演练35‎ ‎1．(2019·江门模拟)有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)写出各元素的符号：‎ A_______，B_________，C_________，D__________，E________。‎ ‎(2)由这五种元素组成的一种化合物是______________(写化学式)。写出该物质的一种主要用途：_____________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)写出C元素基态原子的电子排布式：___________________。‎ ‎(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布：___________。‎ ‎(5)元素B与D的电负性大小关系是B________D(填“>”“<”或“＝”，下同)，C与E的第一电离能的大小关系是C________E。‎ 解析：A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E同主族且最外层电子排布式为ns1，故A、E为第ⅠA族，而A为非金属元素，则A为H；B、D同主族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布式为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为O，D为S，E为K；C原子最外层电子数为S原子最外层电子数的一半，则C为Al。同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(O)的电负性大于D(S)；E(K)的第一电离能小于Na，Na的第一电离能小于C(Al)，故第一电离能Al>K。‎ 答案：(1)H　O　Al　S　K ‎(2)KAl(SO4)2·12H2O　作净水剂(或其他合理答案)‎ ‎(3)1s22s22p63s23p1(或[Ne]3s23p1)‎ ‎(4) ‎ ‎(5)>　>‎ ‎2．(2019·石家庄质检)化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。‎ ‎(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7，其中的Cu以罕见的Cu3＋形式存在。Cu在元素周期表中的位置为______________，基态Cu3＋的核外电子排布式为________________。‎ ‎(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为________(填字母)。‎ A．V2O5　　　　　 B．CrO2‎ C．PbO D．ZnO ‎(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示，其组成元素的电负性由大到小的顺序为________。‎ 解析：(1)Cu原子核外有29个电子，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu元素在周期表中处于第四周期第ⅠB族。基态Cu原子失去3个电子得到Cu3＋，故基态Cu3＋‎ 的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性，V5＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，不含未成对电子；Cr4＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，含2个未成对电子；Pb和C元素同主族，Pb的6s能级处于最外层，有2个电子，故Pb2＋不含未成对电子；Zn2＋的价电子排布式为3d10，不含未成对电子，故具有磁性的为CrO2。(3)青蒿素中含有C、H、O三种元素，其电负性由大到小的顺序为O>C>H。‎ 答案：(1)第四周期第ⅠB族　1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)　(2)B　(3)O>C>H ‎3．南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请回答以下问题：‎ ‎(1)基态N原子的电子排布图为________________，该原子中2p轨道上电子的排布遵循的原则是____________。‎ ‎(2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的有_______。‎ ‎(3)科学家目前合成了N4分子，该分子中N—N—N的键角为________；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，推测其用途：______________________(写出一种即可)。‎ ‎(4)N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质，已知阳离子由5个氮原子排列成V形，每个氮原子均达到8电子稳定结构，则阳离子的电子式为________________________________。‎ 解析：(1)基态氮原子核外有7个电子，其核外电子排布图为。2p轨道上3个电子分别单独占据1个轨道且自旋状态相同，遵循洪特规则。(2)Be原子2s能级处于全充满状态，其第一电离能比B大，N原子2p能级处于半充满状态，其第一电离能比O 的大，所以第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O，共3种。(3)N4分子和P4分子类似，该分子中N—N—N的键角为60°。N4分解后能产生N2并释放出大量能量，可以制造火箭推进剂或炸药。(4)根据每个氮原子均达到8电子稳定结构，可以推断该离子为N。‎ 答案：(1) 　洪特规则 ‎(2)Be、C、O ‎(3)60°　制造火箭推进剂或炸药(或其他合理答案)‎ ‎(4) ‎ ‎4．下表为元素周期表前三周期的一部分，请回答下列问题：‎ ‎(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较 ‎____>________(填化学式)，原因是_____________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)。‎ 另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填字母)。‎ A．能量最低原理 B．泡利原理 C．洪特规则 ‎(3)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。‎ ‎(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，该反应的化学方程式是________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。‎ ‎(1)X、W的氢化物为NH3和PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。(2)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为。(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。(4)根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，应是2NH3＋3F2===6HF＋N2。‎ 答案：(1)NH3　PH3　氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或N—H键的键长比P—H的短)‎ ‎(2)②　C ‎(3)Ne ‎(4)2NH3＋3F2===6HF＋N2‎ ‎5．下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：‎ 元素 原子半径/(10－10m)‎ 最高价态(价)‎ 最低价态(价)‎ ‎①‎ ‎1.02‎ ‎＋6‎ ‎－2‎ ‎②‎ ‎2.27‎ ‎＋1‎ ‎－‎ ‎③‎ ‎0.74‎ ‎－‎ ‎－2‎ ‎④‎ ‎1.43‎ ‎＋3‎ ‎－‎ ‎⑤‎ ‎0.77‎ ‎＋4‎ ‎－4‎ ‎⑥‎ ‎1.10‎ ‎＋5‎ ‎－3‎ ‎⑦‎ ‎0.99‎ ‎＋7‎ ‎－1‎ ‎⑧‎ ‎1.86‎ ‎＋1‎ ‎－‎ ‎⑨‎ ‎0.75‎ ‎＋5‎ ‎－3‎ ‎⑩‎ ‎1.17‎ ‎＋4‎ ‎－4‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是__________(填字母)。‎ ‎(2)上述⑤⑥⑦3种元素中的某2种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的物质可能是________________(写分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为________，元素①的原子价电子排布式是________。‎ ‎(3)①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是________________(填化学式)。‎ ‎(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是________(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的________(填字母)。‎ A．气态氢化物的挥发性和稳定性 B．单质中的键能 C．两元素的电负性 D．含氧酸的酸性 E．氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)‎ F．两单质在自然界的存在形式 解析：由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，我们不难推出①S，②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。(1)在同一周期中，从第ⅠA族到第ⅦA族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元素的第一电离能逐渐减小，故在10种元素中，第一电离能最小的是②K。(2)C、P、Cl中的某2种元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构；根据化合价知氮和硅形成氮化硅Si3N4；硫元素的原子价电子排布式是3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱为Cl>S>P>Si，故其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3>SiH4。(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。‎ 答案：(1)②‎ ‎(2)PCl3、CCl4　Si3N4　3s23p4‎ ‎(3)HCl>H2S>PH3>SiH4‎ ‎(4)氮元素　CE ‎6．现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。‎ ‎(1)A元素的第一电离能________(填“<”“>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为 ‎______________(用元素符号表示)。‎ ‎(2)D元素原子的价电子排布式是__________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)C元素原子的电子排布图为_____________________；E3＋的离子符号为________。‎ ‎(4)F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为______________________。‎ ‎(5)G元素可能的性质________(填字母)。‎ A．其单质可作为半导体材料 B．其电负性大于磷 C．其原子半径大于锗 D．其第一电离能小于硒 ‎(6)活泼性：D________Al(填“>”或“<”，下同)，I1(Mg)________I1(Al)，其原因是________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1，n＝2，所以A是N元素；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F元素，所以B是O元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，所以D是Mg元素；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E的原子序数是18＋5＋3＝26，即E是Fe元素；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu元素；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As元素。‎ ‎(1)一般来讲非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能；非金属性越强，电负性越大，则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2。(3)根据核外电子排布规律可知氟元素的轨道表示式为；E3＋的离子符号为Fe3＋。(4)铜元素位于元素周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 或 [Ar]3d104s1。(5)G为As，位于金属与非金属的分界线处，其单质为半导体，其电负性小于磷，原子半径小于锗，第一电离能大于硒。(6)元素D为Mg，活泼性Mg>Al，I1(Mg)>I1(Al)，因为Mg的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而Al的3p轨道只有一个电子，不稳定，故活泼性Mg>Al，而第一电离能则是I1(Mg)>I1(Al)。‎ 答案：(1)>　 N＜O＜F　‎ ‎(2)3s2‎ ‎(3) 　Fe3＋‎ ‎(4)ds　1s22s22p63s23p63d104s1 或 [Ar]3d104s1‎ ‎(5)A ‎(6)>　>　镁原子的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，不稳定 ‎7．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所示：‎ 元素 结构、性质等信息 A 短周期元素中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素某种合金是原子反应堆导热剂 B B与A同周期，其最高价氧化物对应的水化物呈两性 C 元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂 D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂 E L层上有2对成对电子 请根据表中信息回答下列问题：‎ ‎(1)A原子的核外电子排布式为__________________。 ‎ ‎(2)B元素在周期表中的位置为______________；简单离子半径：B__________A(填“大于”或“小于”)。‎ ‎(3)C原子的电子排布图是________________________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。 ‎ ‎(4)D原子的电子排布式为________________________，D－的结构示意图是____________________。 ‎ ‎(5)C、E元素的第一电离能的大小关系是____________(用元素符号表示)。 ‎ ‎(6)已知CD3分子中D元素为＋1价，则C、D的电负性大小关系是____________(用元素符号表示)，CD3与水反应后的产物是____________________。‎ 解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl，E为O。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，简化电子排布式为[Ne]3s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故 r(Al3＋)O。(6)NCl3分子中N为－3价，Cl为＋1价，故N的电负性强于Cl，且水解产物为NH3(或NH3·H2O)和HClO。‎ 答案：(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)‎ ‎(2)第三周期第ⅢA族　小于 ‎(3) 　3　p　哑铃 ‎(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)　‎ ‎(5)N>O ‎(6)N>Cl　NH3(或NH3·H2O)和HClO